clase 4. ciclos biológicos
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Ciclos biolgicos
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La materia circula desde los componentes abiticoshacia los
seres vivos y desde stos hacia el ambiente abiticoEsa circulacin constituyen los ciclos biogeoqumicos
Tanto el agua como el carbono, el oxgeno, elnitrgeno, el
fsforo, el azufre y otros elementos recorren estosciclos
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Se denomina ciclo geoqumico al movimiento de
cantidades masivas de carbono, nitrgeno, oxgeno,
hidrgeno, calcio, sodio, azufre, fsforo, potasio, y otros
elementos entre los seres vivos y el ambiente mediante
una serie de procesos de produccin y descomposicin.
En la biosfera la materia es limitada de manera que su
reciclaje es un punto clave en el mantenimiento de la
vida en la Tierra; de otro modo, los nutrientes se
agotaran y la vida desaparecera.
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De esta manera se relacionan los componentes biticos y
abiticos de la tierra.
Las sustancias utilizadas por los seres vivos no se pierden,
aunque pueden llegar a sitios donde resultan
inaccesibles para los organismos por un largo perodo.
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Un elemento qumico o molcula necesaria para lavida de un organismo, se llama nutriente o
nutrimento. Los organismos vivos necesitan de 30 a
40 elementos qumicos, donde el nmero y tipos deestos elementos vara en cada especie. Los
elementos requeridos por los organismos en
grandes cantidades se denominan:
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MACRONUTRIENTES: Carbono, oxgeno, hidrgeno,
nitrgeno, fsforo, azufre, calcio, magnesio y potasio.
Estos elementos y sus compuestos constituyen el 97% de
la masa del cuerpo humano, y ms de 95% de la masa
de todos los organismos.
MICRONUTRIENTES: Son los 30 ms elementos
requeridos en cantidades pequeas: Hierro, cobre, zinc,
cloro, yodo.
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La mayor parte de las sustancias qumicas de latierra no estn en formas tiles para los organismos.
Pero, los elementos y sus compuestos necesarios
como nutrientes, son reciclados continuamente en
formas complejas a travs de las partes vivas y no
vivas de la biosfera, y convertidas en formas tiles
por una combinacin de procesos biolgicos,
geolgicos y qumicos.
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El ciclo de los nutrientes desde el biotopo (en la atmsfera, lahidrosfera y la corteza de la tierra) hasta la biota, y visceversa,
tiene lugar en los ciclos biogeoqumicos (de bio: vida, geo: en
la tierra), ciclos, activados directa o indirectamente por la
energa solar, incluyen los del carbono, oxgeno, nitrgeno,
fsforo, azufre y del agua (hidrolgico).
Una sustancia qumica puede ser parte de un organismo en
un momento y parte del ambiente del organismo en otro
momento.
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Ciclo del AguaSe pudiera admitir que la cantidad total de agua que
existe en la Tierra, en sus tres fases: slida, lquida y
gaseosa, se ha mantenido constante desde la aparicin
de la humanidad. El agua de la Tierra que constituye lahidrsferase distribuye en tres reservorios principales:
Los ocanos, los continentes y la atmsfera, entre los
cuales existe una circulacin continua el ciclo del agua
o ciclo hidrolgico. El movimiento del agua en el ciclo
hidrolgico es mantenido por la energa radiante del sol
y por la fuerza de la gravedad.
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Dra. Flor Teresa Garca Huamn
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El ciclo hidrolgico se define como la secuencia de
fenmenos por medio de los cuales el agua pasa de lasuperficie terrestre, en la fase de vapor, a la atmsfera y
regresa en sus fases lquida y slida.
La transferencia de agua desde la superficie de la Tierra
hacia la atmsfera, en forma de vapor de agua, se
debe a la evaporacindirecta, a la transpiracinpor las
plantas y animales y por sublimacin (paso directo del
agua slida a vapor de agua).
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La cantidad de agua movida, dentro del ciclo hidrolgico,
por el fenmeno de sublimacin es insignificante en relacina las cantidades movidas por evaporacin y por
transpiracin, cuyo proceso conjunto se denomina
evapotranspiracin.
El vapor de agua es transportado por la circulacin
atmosfrica y se condensa luego de haber recorrido
distancias que pueden sobrepasar 1,000 km. El agua
condensada da lugar a la formacin de nieblas y nubes yposteriormente a la precipitacin.
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La precipitacin puede ocurrir en la fase lquida (lluvia) o en
la fase slida (nieveo granizo). El agua precipitada en la faseslida se presenta con una estructura cristalina, en el caso de
la nieve, y con estructura granular, regular en capas, en el
caso del granizo.
La precipitacin incluye tambin el agua que pasa de la
atmsfera a la superficie terrestre por condensacin del
vapor de agua (roco) o por congelacin del vapor (helada)
y por intercepcin de las gotas de agua de las nieblas (nubes
que tocan el suelo o el mar).
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El agua que precipita en tierra puede tener varios
destinos. Una parte es devuelta directamente a laatmsfera por evaporacin; otra parte escurre por
la superficie del terreno, escorrenta superficial, que
se concentra en surcos y va a originar las lneas de
agua. El agua restante se infiltra, esto es penetra en
el interior del suelo; esta agua infiltrada puede
volver a la atmsfera por evapotranspiracin o
profundizarse hasta alcanzar las capas freticas.
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Tanto el escurrimiento superficial como el subterrneo van a
alimentar los cursos de agua que desaguan en lagos y en
ocanos.
La escorrenta superficial se presenta siempre que hay
precipitacin y termina poco despus de haber terminado la
precipitacin. Por otro lado, el escurrimiento subterrneo,
especialmente cuando se da a travs de medios porosos, ocurre
con gran lentitud y sigue alimentando los cursos de agua mucho
despus de haber terminado la precipitacin que le dio origen.
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As, los cursos de agua alimentados por capasfreticas presentan unos caudales ms regulares.
Los procesos del ciclo hidrolgico decurren en laatmsfera y en la superficie terrestre por lo que se
puede admitir dividir el ciclo del agua en dos
ramas: area y terrestre.
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El agua que precipita sobre los suelos va a
repartirse, a su vez, en tres grupos: una que es
devuelta a la atmsfera por evapotranspiracin y
dos que producen escurrimiento superficial y
subterrneo. Esta divisin est condicionada por
varios factores, unos de orden climtico y otros
dependientes de las caractersticas fsicas del lugar
donde ocurre la precipitacin.
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As, la precipitacin, al encontrar una zona impermeable, origina
escurrimiento superficial y la evaporacin directa del agua que se
acumula y queda en la superficie.
Si ocurre en un suelo permeable, poco espeso y localizado sobre
una formacin geolgica impermeable, se produce entonces
escurrimiento superficial, evaporacin del agua que permanece en
la superficie y an evapotranspiracin del agua que fue retenida
por la cubierta vegetal.
En ambos casos, no hay escurrimiento subterrneo; este ocurre en el
caso de una formacin geolgica subyacente permeable y espesa.
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La energa solar es la fuente de energa trmica
necesaria para el paso del agua desde las fases
lquida y slida a la fase de vapor, y tambin es el
origen de las circulaciones atmosfricas que
transportan el vapor de agua y mueven las nubes.
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Ciclo del oxigeno
La reserva fundamental de oxgeno utilizable por
los seres vivos est en la atmsfera. Su ciclo est
estrechamente vinculado al del carbono pues el
proceso por el que el C es asimilado por las plantas
(fotosntesis), supone tambin devolucin del
oxgeno a la atmsfera, mientras que el proceso de
respiracin ocasiona el efecto contrario.
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Otra parte del ciclo natural del oxgeno que tiene un
notable inters indirecto para los seres vivos de lasuperficie de la Tierra es su conversin en ozono. Las
molculas de O2, activadas por las radiaciones muy
energticas de onda corta, se rompen en tomos libres
de oxgeno que reaccionan con otras molculas de O2,
formando O3 (ozono). Esta reaccin es reversible, de
forma que el ozono, absorbiendo radiaciones
ultravioletas vuelve a convertirse en O2.
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El ciclo del oxgeno es la cadena de reacciones y procesos que
describen la circulacin del oxgeno en la biosfera terrestre.
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Abundancia en la tierra
El oxgeno es el elemento ms abundante en masaen la corteza terrestre y en los ocanos, y el
segundo en la atmsfera.
En la corteza terrestre la mayor parte del oxgeno
se encuentra formando parte de silicatos y en los
ocanos se encuentra formando parte de la
molcula de agua.
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En la atmsfera se encuentra como oxgeno
molecular (O2), dixido de carbono(CO2), y en
menor proporcin en otras molculas como
monxido de carbono (CO), ozono (O3), dixido de
nitrgeno (NO2), monxido de nitrgeno (NO) o
dixido de azufre (SO2).
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Atmsfera
El O2le confiere un carcter oxidante a la atmsfera. Se
form por fotlisis de H20, formndose H2y O2: H2O +
h1/2O2.
El oxgeno molecular presente en la atmsfera y eldisuelto en el agua interviene en muchas reacciones de
los seres vivos. En la respiracin celular se reduce
oxgeno para la produccin de energa y generndose
dixido de carbono, y en el proceso de fotosntesis se
origina oxgeno y glucosa a partir de agua, dixido de
carbono (CO2) y radiacin solar.
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Corteza terrestre
El carcter oxidante del oxgeno provoca que algunos
elementos estn ms o menos disponibles. La oxidacin
de sulfuros para dar sulfatos los hace ms solubles, al
igual que la oxidacin de iones amonio a nitratos.
Asimismo disminuye la solubilidad de algunos elementos
metlicos como el hierro al formarse xidos insolubles.
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Hidrsfera y atmsfera qumica bsica estructura ltica
El oxgeno es ligeramente soluble en agua, aumentando
su solubilidad con la temperatura. Condiciona las
propiedades rdox de los sistemas acuticos. Oxida
materia bioorgnica dando el dixido de carbono y
agua.
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El dixido de carbono tambin es ligeramente solubleen agua dando carbonatos; condiciona las
propiedades cido-base de los sistemas acuticos. Una
parte importante del dixido de carbono atmosfrico es
captado por los ocanos quedando en los fondos
marinos como carbonato de calcio.
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